La medición del espacio y el tiempo ha sido necesaria desde los inicios de la civilización humana, pero la mejora de los métodos de medición y la precisión es un proceso evolutivo a largo plazo.
En el año 221 a.C., los períodos de Primavera y Otoño y de los Estados Combatientes, que habían estado divididos durante cientos de años, llegaron a su fin a manos de Qin Shihuang. Ese mismo año, el Primer Emperador emitió un decreto: "Libros unificados, mismas vías, medida unificada". Entre ellos, la medida unificada se refiere a la reunificación de unidades de longitud, capacidad y peso que se han confundido desde el período de primavera y otoño. y el Período de los Reinos Combatientes.
La razón por la que este asunto es tan importante es que sólo utilizando la misma unidad de medida se puede lograr una comunicación rápida y efectiva entre diferentes regiones. Se puede decir que ésta es una de las razones importantes por las que China ha podido mantener un patrón unificado durante mucho tiempo.
Pero es innegable que todavía existen grandes deficiencias en la precisión y estandarización de las mediciones de longitud antiguas. Hay diferencias en pesos y medidas en diferentes dinastías, y también hay diferencias en diferentes regiones durante la dinastía unificada.
La razón por la que ocurre tal problema no es que el país no pueda unificarse, sino que no existe tal demanda. Después de todo, sigue siendo una economía campesina de pequeña escala, que básicamente puede arreglárselas. Suficiente para garantizar que los estándares sean relativamente consistentes en la mayoría de las regiones.
Podemos considerar lo anterior como la era de medición de longitud de 1,0. ¿Cómo cambió el mundo del 1.0 al 2.0?
Como acabo de decir, la razón por la que los pesos y medidas antiguos eran tan poco confiables era porque no había ninguna demanda práctica. Entonces, ¿cuándo empezamos a necesitar pesos y medidas más precisos y estandarizados? ¡Era industrial!
Muy fácil de entender. Los productos de la era industrial estaban estandarizados y eran muy precisos. Incluso un error milimétrico puede provocar que el accesorio falle. Utilice electricidad sólo cuando sea necesario.
A finales de 2018, la Academia de Ciencias de Francia utilizó como unidad estándar la diezmilésima parte de la distancia entre el ecuador y el Polo Norte en el meridiano de París, es decir, un metro. ¿Por qué utilizar un estándar tan extraño? Porque para garantizar que la unidad básica permanezca sin cambios, debe basarse en cantidades físicas naturales.
La Academia Francesa de Ciencias ha formulado especialmente un prototipo de arroz estándar para este propósito y, basándose en los resultados de las mediciones, se produjo un prototipo de platino de sección corta de 3,5 mm × 25 mm. La distancia entre los dos extremos de este prototipo se fijó en 1 m, que luego se cambió por un prototipo de medidor de aleación de platino-iridio.
Sin embargo, este prototipo de arroz todavía presenta algunas deficiencias. Una es que debido a la tecnología de trazado, la deformación del material, los métodos de medición, etc., siempre habrá algunos errores en la reproducción de los valores. Además, si el documento original está dañado, no habrá base para copiarlo, especialmente porque es difícil garantizar que la copia sea completamente consistente con el documento original. Aunque este error puede ser de sólo 0,1 mm, es un problema muy grande para industrias manufactureras cada vez más sofisticadas.
Con la mejora de los requisitos de precisión y la mejora de los medios científicos y tecnológicos humanos, la unidad de longitud estándar se ha desarrollado recientemente. Esta vez se le puede llamar medición de longitud 3.0, un producto de la era de la información.
En 1960, la Conferencia Internacional sobre Pesas y Medidas cambió la longitud de onda de la radiación de transición entre 2p10 y 5d5 de los átomos de criptón (86Kr) en el vacío a 165.0763,73 veces el metro estándar. Se trata de un estándar no físico con rendimiento estable, sin problemas de deformación, fácil replicación, alta precisión de replicación y un error relativo de no más de 4×10-9.
La razón por la que no se ha utilizado este estándar es porque el criptón no es fácil de obtener. Más importante aún, en la década de 1970, la medición de la velocidad de la luz se volvió más precisa.
Así, la última definición de metro es: la distancia que recorre la luz en el vacío durante 1/299 792 458 segundos es el metro estándar.
La luz se puede ver en todas partes, y siempre que tengas un instrumento, puedes leer el metro estándar; y según la teoría de la relatividad de Einstein, la velocidad de la luz es una velocidad absoluta y no cambiará. y la longitud definida también es muy estable.
En este punto, básicamente hemos completado la historia de la medición de longitud. Es difícil decir que la definición actual durará para siempre. Al fin y al cabo, a medida que avance la tecnología, encontraremos definiciones más adecuadas.
Pero no importa. Lo que importa es lo que se aprende de la historia de la medición. Los siguientes son algunos de mis pensamientos:
1. Cualquier concepto y fórmula simple a menudo esconde esencias más profundas.
Aprenda siempre a preguntar por qué para poder ver más que los demás.
2. Lo que impulsa el progreso social no es una persona o un país, sino las necesidades que genera en cierta medida el desarrollo social. Para abordar estas necesidades, inevitablemente se desarrollarán las herramientas correspondientes.
3. El desarrollo de la física no se produce de la noche a la mañana y, a menudo, está limitado por la tecnología de apoyo y las necesidades sociales.
Tal vez tengas algunas ideas originales, por favor deja un mensaje y házmelo saber.